Корице уџбеника

IV.5. Значајне Тачке Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Описана: конструишемо симетрале двеју страница, њихов пресек је \( O \); како је \( OA = OB = OC \), кружница \( k(O, OA) \) пролази кроз сва три темена.Уписана: конструишемо симетрале два угла, њихов пресек је \( S \); растојање \( r \) тачке \( S \) од странице \( AB \) (нормала из \( S \)) је полупречник, па кружница \( k(S, r) \) додирује све три странице.

Детаљно решење

Шта конструишемо

Описана кружница троугла пролази кроз сва три темена, а њен центар је пресек симетрала страница. Уписана кружница додирује све три странице, а њен центар је пресек симетрала углова.

1) Описана кружница

Нацртамо произвољан троугао \( ABC \).Конструишемо симетралу странице \( AB \): шестаром из тачке \( A \), па из тачке \( B \), истим отвором већим од \( \tfrac{1}{2}AB \), нацртамо лукове. Права кроз две пресечне тачке тих лукова је симетрала \( s_{AB} \).На исти начин конструишемо симетралу \( s_{BC} \) странице \( BC \).Њихову пресечну тачку означимо са \( O \). Пошто \( O \) припада симетрали \( s_{AB} \), једнако је удаљена од \( A \) и \( B \), тј. \( OA = OB \). Пошто припада и симетрали \( s_{BC} \), важи \( OB = OC \). Одатле је \( OA = OB = OC \), па је \( O \) једнако удаљена од сва три темена. Трећу симетралу није потребно цртати.Шестаром са врхом у \( O \) и отвором \( OA \) нацртамо кружницу \( k(O, OA) \). Она садржи и темена \( B \) и \( C \) — то је описана кружница троугла \( ABC \).

2) Уписана кружница

У истом троуглу конструишемо симетралу угла \( A \): шестаром из темена \( A \) нацртамо лук који сече оба крака угла, а затим из добијених пресека једнаким отвором нацртамо два лука; права кроз \( A \) и пресек тих лукова је тражена симетрала.На исти начин конструишемо симетралу угла \( B \). Њихов пресек означимо са \( S \).Тачка на симетрали угла једнако је удаљена од кракова тог угла, па је \( S \) једнако удаљена од \( AB \) и \( AC \), и такође од \( AB \) и \( BC \). Дакле \( S \) је једнако удаљена од све три странице.Из \( S \) спустимо нормалу на страницу \( AB \) и њено подножје означимо са \( P \). Дуж \( SP \) је полупречник \( r \) уписане кружнице.Кружница \( k(S, r) \) додирује све три странице троугла — то је уписана кружница троугла \( ABC \).

Провера

Ако је конструкција прецизна, трећа симетрала странице (\( s_{AC} \)) проћи ће кроз тачку \( O \), а трећа симетрала угла (из темена \( C \)) кроз тачку \( S \). Нацртај их и увери се да је тако.

Кратак запис решења:

Центар описане кружнице је пресек симетрала страница \( (OA = OB = OC) \), а центар уписане пресек симетрала углова (једнако удаљен од страница).

Најважније из лекције

  • Тежиште (\( T \)): Пресечна тачка тежишних дужи. Дели тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \) почевши од темена ка страници.
  • Ортоцентар (\( H \)): Пресечна тачка правих које садрже висине. Зависно од троугла, налази се унутра (оштроугли), на темену правог угла (правоугли) или ван троугла (тупоугли).
  • Ојлерова права: Права којој припадају ортоцентар \( H \), тежиште \( T \) и центар описане кружнице \( O \), при чему важи \( HT = 2 \cdot TO \).
  • Значајне тачке: Код једнакокраког троугла леже на симетрали основице, а код једнакостраничног се све четири поклапају.
Тежишна дуж троугла је дуж чија је једна крајња тачка теме троугла, а друга средиште наспрамне странице. Сваки троугао има три тежишне дужи.
Тежиште троугла (\( T \)) је пресечна тачка све три тежишне дужи. Тежиште увек припада унутрашњој области троугла.
Тежиште дели сваку тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \), посматрано од темена ка средишту наспрамне странице.
Ако су \( AA_1 \), \( BB_1 \) и \( CC_1 \) тежишне дужи троугла \( ABC \), тада важи: \[ AT : TA_1 = 2 : 1, \quad BT : TB_1 = 2 : 1, \quad CT : TC_1 = 2 : 1 \] Ово се може записати и као: \[ AT = 2 \cdot TA_1, \quad BT = 2 \cdot TB_1, \quad CT = 2 \cdot TC_1 \]
Ортоцентар троугла (\( H \)) је пресечна тачка свих правих које садрже висине троугла.
Положај ортоцентра у односу на троугао зависи од врсте углова тог троугла:
Врста троугла Положај ортоцентра
Оштроугли троугао Унутрашња област троугла
Правоугли троугао Теме правог угла тог троугла
Тупоугли троугао Спољашња област троугла
У сваком троуглу постоје четири значајне тачке:
  • Центар описане кружнице (\( O \)): пресек симетрала страница троугла;
  • Центар уписане кружнице (\( S \)): пресек симетрала унутрашњих углова троугла;
  • Тежиште (\( T \)): пресек тежишних дужи троугла;
  • Ортоцентар (\( H \)): пресек правих које садрже висине троугла.
Код једнакокраког троугла све четири значајне тачке припадају симетрали основице (која је уједно и симетрала угла при врху). Код једнакостраничног троугла све четири значајне тачке се поклапају у једној тачки.
Ојлерова права: Центар описане кружнице \( O \), тежиште \( T \) и ортоцентар \( H \) произвољног троугла припадају једној правој.
На Ојлеровој правој важи однос: \[ HT = 2 \cdot TO \]
Својства математичких објеката исказују се тврђењима. У геометрији се она често исказују у форми: ако је тачна претпоставка, онда је тачан закључак.
Доказ тврђења је расуђивање којим се од претпоставке, коришћењем познатих дефиниција и доказаних тврђења, долази до закључка.
Дефиниција представља увођење новог математичког објекта помоћу раније познатих објеката (нпр. "Четвороугао чије су наспрамне странице паралелне јесте паралелограм").

Задаци за вежбање

Лак: Дат је правоугли троугао \( ABC \) са правим углом код темена \( C \). Где се налази ортоцентар овог троугла?
Код правоуглог троугла, ортоцентар се увек поклапа са теменом правог угла тог троугла.
Одговор: Ортоцентар се налази у темену \( C \).
Средњи: Тежишна дуж \( AA_1 \) троугла \( ABC \) има дужину \( 18 \text{ cm} \). Ако је \( T \) тежиште тог троугла, одреди дужине дужи \( AT \) и \( TA_1 \).
Тежиште дели тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \) почевши од темена, па важи \( AT = 2 \cdot TA_1 \).
Укупна дужина је \( AA_1 = AT + TA_1 = 3 \cdot TA_1 \).
\( 3 \cdot TA_1 = 18 \text{ cm} \Rightarrow TA_1 = 6 \text{ cm} \).
Дужина \( AT \) је дупло већа: \( AT = 2 \cdot 6 = 12 \text{ cm} \).
Одговор: \( AT = 12 \text{ cm} \) и \( TA_1 = 6 \text{ cm} \).
Тежак: Код произвољног троугла растојање између ортоцентра \( H \) и центра описане кружнице \( O \) износи \( 15 \text{ cm} \). Израчунај растојање од тежишта \( T \) до центра описане кружнице \( O \).
Тачке \( H \), \( T \) и \( O \) припадају Ојлеровој правој. Тежиште \( T \) се налази између тачака \( H \) и \( O \), тако да важи \( HO = HT + TO \).
Према правилу Ојлерове праве важи: \( HT = 2 \cdot TO \).
Заменом овог односа у прву једначину добијамо: \( HO = 2 \cdot TO + TO = 3 \cdot TO \).
\( 3 \cdot TO = 15 \text{ cm} \Rightarrow TO = 5 \text{ cm} \).
Одговор: Растојање од тежишта до центра описане кружнице је \( 5 \text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: